科技日报北京7月7日电 （记者刘霞）据欧洲核子研究中心（CERN）官网消息，大型强子对撞机底夸克实验（LHCb）团队近日报告称，他们通过分析大型强子对撞机（LHC）获得的数据，发现了3个新的“奇异”粒子并证实了第四个“奇异”粒子的存在。这些“四胞胎”粒子全由4个夸克组成，但拥有不同的质量和属性。
1964年，美国物理学家默里·盖尔曼与乔治·茨威格提出，所有强子（受到强相互作用影响的亚原子粒子）都由若干种叫做“夸克”的粒子组成。然而，一段时间内，科学家们观察到的强子要么由一对夸克-反夸克组成（介子）；要么由三个夸克组成（重子）。不过，在过去10年间，有多个科学团队发现了由三个以上夸克组成的粒子的证据。例如，美国费米国家实验室费米碰撞探测器团队于2009年发现的4个夸克粒子X（4140）。后来，LHC的紧凑渺子线圈（CMS）团队和费米实验室万亿电子伏特加速器Dzero实验小组也都报告了类似的结果。
在最新研究中，研究人员对LHC首次运行（从2010—2012年）的整套数据进行了分析，并对一个B+介子衰变成J/ψ、φ介子和K+介子的过程进行详细分析。除再次发现X（4140）外，他们还首次发现了3个质量更重的新粒子，并根据其质量分别命名为：X（4274）、X（4500）和X（4700）。每个粒子由2个粲夸克和2个奇夸克采用独特方式排列而成，成为首个完全由重夸克组成的粒子家族。进一步的测量发现，每个粒子各自拥有独特的内部结构、质量和量子数。
美国雪城大学的物理学教授托马斯·斯克瓦尔尼茨基说：“这是我们首次发现这一家族，将帮助我们厘清不同理论模型之间的区别，理论学家们也将使用测量结果加强对粒子的形成，以及物质基本结构的理解。”此外，去年7月份，LHCb团队还首次发现了“五夸克”粒子。
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我们可以看不懂这复杂的研究内容，但应该理解科学家为什么要研究夸克粒子——对物理学而言，新粒子家族的出现可以帮助建立新模型，刷新人们对四夸克粒子的认识，并进一步洞悉让夸克紧密结合在一起的强作用力；而从大方向来讲，作为一个基本单元，只有了解了夸克，才能真正明白物质的形成。